Seri bağlı ampullerle ilgili deney yapan bir öğrenci, devreye paralel bağlı ampuller eklediğinde seri bağlı ampullerin parlaklığının azaldığını gözlemliyor. Bu durumun nedeni nedir?
A) Devrenin toplam direnci artmıştırBir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın büyüklüğüyle veya üzerine düşen gerilimle doğrudan ilişkilidir. Yani, bir ampulün parlaklığı azalıyorsa, üzerinden geçen akım azalmış veya üzerine düşen gerilim azalmış demektir.
Deneyin başında, devrede seri bağlı ampuller bulunmaktadır. Bu ampullerin toplam direnci, devrenin toplam direncini oluşturur. Ohm Kanunu'na göre ($V = I \cdot R$), devreden geçen akım $I_{toplam} = V_{kaynak} / R_{toplam\_ilk}$ şeklinde hesaplanır. Bu akım, seri bağlı tüm ampullerden geçer ve onların belirli bir parlaklıkta yanmasını sağlar.
Öğrenci, devreye paralel bağlı ampuller ekliyor. Elektrik devrelerinde paralel bağlama, akımın izleyebileceği yeni yollar açtığı için devrenin toplam eşdeğer direncini azaltır. Örneğin, $R_1$ ve $R_2$ dirençleri paralel bağlandığında eşdeğer direnç $R_{eşdeğer} = (R_1 \cdot R_2) / (R_1 + R_2)$ formülüyle bulunur ve bu değer her zaman $R_1$'den de $R_2$'den de küçüktür. Dolayısıyla, devreye paralel ampuller eklendiğinde, devrenin toplam direnci azalır.
Devrenin toplam direnci azaldığında ($R_{toplam}$ azalır), güç kaynağından çekilen toplam akım artar ($I_{toplam} = V_{kaynak} / R_{toplam}$). Ancak, seri bağlı ampullerin parlaklığının azalması için, onların üzerinden geçen akımın veya üzerlerine düşen gerilimin azalması gerekir.
Bu durum, genellikle seri bağlı ampullerin, devredeki başka bir sabit dirençle (örneğin güç kaynağının iç direnci veya ana hattaki başka bir direnç) seri bağlı olduğu bir senaryoda ortaya çıkar. Devrenin toplam akımı arttığında, bu sabit direnç üzerindeki gerilim düşümü ($V = I \cdot R_{sabit}$) artar. Güç kaynağının toplam gerilimi sabit olduğundan, bu sabit direnç üzerindeki gerilim düşümü arttığında, seri bağlı ampullere düşen gerilim (ve dolayısıyla üzerinden geçen akım) azalmak zorunda kalır.
Seri bağlı ampullere düşen gerilim azaldığında, Ohm Kanunu'na göre ($I = V/R$) bu ampullerden geçen akım da azalır. Ampulden geçen akım azaldığı için ampulün yaydığı ışık miktarı, yani parlaklığı da azalır.
Özetle, paralel bağlı ampuller eklenmesi devrenin toplam direncini azaltır. Bu durum, devreden çekilen toplam akımı artırır ve eğer seri bağlı ampuller, bu artan akımın geçtiği başka bir dirençle seri konumdaysa, o direnç üzerindeki gerilim düşümü artar. Sonuç olarak, seri bağlı ampullere düşen gerilim azalır ve parlaklıkları düşer.
Cevap B seçeneğidir.
